栅驱动集成电路及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种栅驱动集成电路及其形成方法。栅驱动集成电路中的场板结构具有一连续延伸的第一导电层，该第一导电层以漏区为螺旋中心螺旋环绕漏区，从而使场板结构构成单层场板结构。单层场板结构中连续延伸的第一导电层能够构成分压电阻，以实现从漏区至源区的方向分压，进而改善器件的耐压性能；并且单层场板结构其制备工艺更为简洁，并且还能够大降低了场板结构和衬底之间的台阶高度差，从而有利于实现器件尺寸的缩减。

Gate drive integrated circuit and its forming method

【技术实现步骤摘要】
栅驱动集成电路及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种栅驱动集成电路及其形成方法。
技术介绍
高压栅驱动集成电路是电力电子器件技术与微电子技术相结合的产物，是机电一体化的关键元件。高压栅驱动集成电路的应用很广，如应用于电子镇流器、马达驱动、调光以及各种电源模块等。高压栅驱动集成电路通常包括高压侧驱动控制模块、低压侧驱动控制模块以及电平移位模块。其中，低压侧驱动控制模块在常规电压下工作，作为控制信号部分；高压侧驱动控制模块主要包括高压控制信号部分；而电平移位模块则用于实现低压侧控制信号向高压侧驱动控制模块传递。目前，栅驱动集成电路中，通常设置有漂移区并在对应所述漂移区的衬底上形成有场板结构，以避免在对漏区施加高电压时，避免强电场聚集在漏区附近。然而，现有的场板结构通常包括多级导电层，多级导电层在所述衬底的表面上依次堆叠，从而使所构成的场板结构具有较大的厚度(即，场板结构的顶表面相对于衬底表面而言具备较大的高度)，这将导致场板结构和衬底表面之间存在较大的台阶高度差(stephigh)。如此，不仅会对后续工艺的执行造成不利影响；并且还应当认识到，在形成依次堆叠的多级导电层时，随着台阶高度差的不断增加，则在工艺条件的限制下(例如，沉积工艺的覆盖性能、光刻工艺和刻蚀工艺的精度限制等)，容易导致所形成的上层导电层的尺寸不断增加，并进一步使所构成的半导体器件的整体尺寸较大而不利于实现芯片尺寸的缩减，同时多层导电层的形成也大大增加了产品的制备成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种栅驱动集成电路，以解决现有的栅驱动集成电路其尺寸无法缩减，从而导致对应的芯片尺寸较大且制备成本较高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种栅驱动集成电路，包括：衬底，所述衬底中形成有第一掺杂类型的漂移区；场效应晶体管，所述场效应晶体管包括第一掺杂类型的漏区、第一掺杂类型的源区和栅极结构，所述栅极结构形成在所述衬底的表面上并位于所述源区和所述漏区之间；第二掺杂类型的阱区，所述阱区和所述漏区均形成在所述漂移区中，所述源区位于所述阱区中，以及所述栅极结构靠近所述源区的端部部分遮盖部分所述阱区；以及，场板结构，形成在所述衬底上并位于所述栅极结构和所述漏区之间，所述场板结构具有一连续延伸的第一导电层，所述第一导电层以所述漏区为中心螺旋环绕所述漏区，使所述第一导电层以远离所述漏区并朝向所述源区的方向螺旋延伸。在本专利技术提供的栅驱动集成电路中，通过设置场板结构，以避免漏区处出现电场集中的问题，并且场板结构中连续延伸的第一导电层为单层结构并螺旋延伸，即场板结构为单层场板结构。相比于传统的多层场板结构而言，单层场板结构不仅可使其制备方法简化、制备成本更低；并且形成单层场板结构时，一方面可使所形成的单层场板结构相比于多层场板结构的厚度尺寸更小，另一方面还可使单层场板结构中第一导电层的宽度尺寸相较于多层场板结构中导电层的宽度尺寸也更小，由此即可大大缩减栅驱动集成电路的尺寸。同时，基于单层场板结构中第一导电层具备更小的宽度尺寸，因此能够进一步增加连续延伸的第一导电层的长度尺寸(即，使第一导电层能够螺旋延伸的长度更长)，从而可利用长度更长的第一导电层实现充分分压，避免高压区的高电压被施加至低压区中。此外，由于单层场板结构具备更小的厚度，从而大大降低了场板结构至衬底的台阶高度差，进而还能够使形成在场板结构上方的其他组件也相应的实现尺寸的缩减。例如，后续在衬底上形成接触插塞时，可使所形成的接触插塞具备更小的高度，并基于高度降低的接触插塞而言还可以进一步缩减接触插塞的顶部尺寸。本专利技术中场板结构具有单一结构层的第一导电层，所述第一导电层沿着从漏区至源区的方向连续延伸，从而能够构成一分压电阻，进而可以使场板结构从漏区至源区的方向依次实现电阻分压，以使衬底区域中的电场强度逐步减弱。此外，与传统的通过电容分压实现降压的场板结构相比，本专利技术中的场板结构利用连续延伸的第一导电层，以通过电阻分压的方式实现降压，可以有效避免由第一导电层所构成的分压电阻受到其上层走线或组件的影响，有效提高了电阻分压的稳定性，有利于保障器件的性能。附图说明图1为一种栅驱动集成电路的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中的栅驱动集成电路其场板结构和栅极结构的俯视图；图3为对应图2所示的本专利技术一实施例中的栅驱动集成电路在aa’方向上的剖面示意图；图4为本专利技术一实施例中的栅驱动集成电路其耗尽层的分布示意图；图5为本专利技术一实施例中的栅驱动集成电路的形成方法的流程示意图；图6a～图6f为本专利技术一实施例中的栅驱动集成电路的形成方法在其制备过程中的结构示意图。其中，附图标记如下：100-衬底；110P-基底；110N-漂移区；120P-阱区；132N-漏区；131N-源区；140P-表面场弱化区；151P-体区；152P-第一接触区；160-隔离区；171P-缓冲区；172P-第二接触区；200-场板结构；200a-耦合电容；210-第一导电层；300-栅极结构；400-场氧化层；500-接触插塞；510-接触面；600-导电层；700-介质层；PN1-第一PN结；PN2-第二PN结；PN2-第三PN结；PN4-第四PN结；PN5-第五PN结；PN6-PN主结；Z1/Z2-场板结构的顶表面相对于衬底表面的高度；H1/H2-接触插塞的顶表面相对于衬底表面的高度；D1/D2-接触插塞的顶部尺寸。具体实施方式如
技术介绍
所述，现有的栅驱动集成电路中，所设置的场板结构为多级场板结构，其不仅高度较高，从而导致场板结构的顶表面和衬底表面之间存在较大的台阶高度差，并且多级场板结构通常还需具备较大的宽度尺寸，进而会导致对应的芯片尺寸无法缩减，并使产品的制备成本较高。例如，图1为一种现有栅驱动集成电路的结构示意图，如图1所示，所述栅驱动集成电路包括：衬底100，所述衬底100中形成有第一掺杂类型的漂移区110N，所述漂移区110N从所述衬底的顶表面往所述衬底的内部延伸；场效应晶体管，所述场效应晶体管包括第一掺杂类型的漏区132N、第一掺杂类型的源区131N；第二掺杂类型的阱区120P，所述阱区120P和所述漏区132N均形成在所述漂移区中，所述源区131N位于所述阱区120P中；以及，场板结构200，形成在所述衬底100上并位于所述源区131N和所述漏区132N之间。其中，所述场板结构200包括多级导电层(图1中仅示意出了两级导电层)，多个导电层在所述衬底表面上依次堆叠设置。其中，上下堆叠设置并相互面对的导电层构成一耦合电容200a，当然，在多级导电层之间还形成有电容介质层(图中未示出)。即，图1所示的栅驱动集成电路中，场板结构200是利用由上至下交替堆叠的两层导电层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种栅驱动集成电路，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底中形成有第一掺杂类型的漂移区；/n场效应晶体管，所述场效应晶体管包括第一掺杂类型的漏区、第一掺杂类型的源区和栅极结构，所述栅极结构形成在所述衬底的表面上并位于所述源区和所述漏区之间；/n第二掺杂类型的阱区，所述阱区和所述漏区均形成在所述漂移区中，所述源区位于所述阱区中，以及所述栅极结构靠近所述源区的端部部分遮盖部分所述阱区；以及，/n场板结构，形成在所述衬底上并位于所述栅极结构和所述漏区之间，所述场板结构具有一连续延伸的第一导电层，所述第一导电层以所述漏区为中心螺旋环绕所述漏区，使所述第一导电层以远离所述漏区并朝向所述源区的方向螺旋延伸。/n

【技术特征摘要】
1.一种栅驱动集成电路，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底中形成有第一掺杂类型的漂移区；
场效应晶体管，所述场效应晶体管包括第一掺杂类型的漏区、第一掺杂类型的源区和栅极结构，所述栅极结构形成在所述衬底的表面上并位于所述源区和所述漏区之间；
第二掺杂类型的阱区，所述阱区和所述漏区均形成在所述漂移区中，所述源区位于所述阱区中，以及所述栅极结构靠近所述源区的端部部分遮盖部分所述阱区；以及，
场板结构，形成在所述衬底上并位于所述栅极结构和所述漏区之间，所述场板结构具有一连续延伸的第一导电层，所述第一导电层以所述漏区为中心螺旋环绕所述漏区，使所述第一导电层以远离所述漏区并朝向所述源区的方向螺旋延伸。


2.如权利要求1所述的栅驱动集成电路，其特征在于，还包括：
场氧化层，所述场氧化层部分嵌入至所述衬底中，并位于所述栅极结构和所述漏区之间，以及所述场板结构形成在所述场氧化层上。


3.如权利要求1所述的栅驱动集成电路，其特征在于，还包括：
第二掺杂类型的表面场弱化区，所述表面场弱化区位于所述栅极结构和所述漏区之间并对应在所述场板结构下方的衬底中。


4.如权利要求3所述的栅驱动集成电路，其特征在于，还包括：
第二掺杂类型的体区，所述体区位于所述栅极结构和所述表面场弱化区之间。


5.如权利要求4所述的栅驱动集成电路，其特征在于，所述体区在朝向所述漏区的方向还扩展至所述表面场弱化区，并和所述表面场弱化区连接。


6.如权利要求4所述的栅驱动集成电路，其特征在于，所述栅极结构靠近所述漏区的端部部分遮盖所述体区。


7.如权利要求1所述的栅驱动集成电路，其特征在于，所述衬底包括第二掺杂类型的基底和形成在所述基底上的第一掺杂类型的外延层，作为所述漂移区。


8.如权利要求7所述的栅驱动集成电路，其特征在于，还包括：
第二掺杂类型的环形隔离区，所述隔离区贯穿所述外延层至所述基底中，以将所述隔离区围绕出的衬底区域界定为器件区域，所述场效应晶体管、所述阱区和所述场板结构均形成在所述器件区域中。


9.如权利要求8所述的栅驱动集成电路，其特征在于，还包括：
第二掺杂类型的缓冲区，所述缓冲区部分形成在所述隔离区中并以朝向所述场板结构的方向延伸至所述器件区域中，并且所述缓冲区的离子掺杂浓度小于所述隔离区的离子掺杂浓度。


10.如权利要求9所述的栅驱动集成电路，其特征在于，所述缓冲区还扩展至所述阱区，以和所述阱区连接。


11.一种栅驱动集成电路的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，并在所述衬底中形成第一掺杂类型的漂移区；
在所述衬底上形成场板结构和栅极结构，所述场板结构具有一连续延伸的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁媛，罗海龙，李伟，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33